陳健
數(shù)學(xué)和物理聯(lián)系是密切的,中學(xué)物理教學(xué)大綱明確要求在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。數(shù)學(xué)是研究物理學(xué)的工具,它體現(xiàn)在(一)在物理學(xué)中,很多物理理論的建立,都是通過物理學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)、觀察、測(cè)量,得到精確的數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析、計(jì)算、概括、推理,總結(jié)出規(guī)律,形成理論。(二)數(shù)學(xué)是表達(dá)物理概念和定律最簡單、最概括、最深刻的語言,物理教材中,每一個(gè)物理量的定義,物理規(guī)律在文字?jǐn)⑹鲋?,都有一個(gè)更簡潔的定義式和定律方程。對(duì)學(xué)生而言,可能更多地先記住了定義式、方程(對(duì)定義式、方程的物理含義卻不太了解),這也說明了數(shù)學(xué)語言的優(yōu)勢(shì)。(三)在物理中,解決很多問題的方法都是先從物理情景物理規(guī)律出發(fā),建立模型,列出方程,用數(shù)學(xué)知識(shí)準(zhǔn)確、迅速地進(jìn)行有關(guān)問題的計(jì)算、推理、論證。
由此可見學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題要求學(xué)生必須有通過概括、推理、抽象把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力,還應(yīng)有通過數(shù)學(xué)知識(shí)正確迅速地解答有關(guān)物理問題的計(jì)算、推導(dǎo)、論證的能力,也就是解題能力的培養(yǎng)。
那么如何培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力?
一、培養(yǎng)學(xué)生把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力
1.在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中逐漸培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立物理規(guī)律的能力。
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,在教學(xué)中,尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地嚴(yán)格要求學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,通過分析思考,運(yùn)用學(xué)過的數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)工具,進(jìn)行歸納總結(jié),從而建立規(guī)律、公式。如:力學(xué)中牛頓第二定律的建立,就通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)得到用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值,問題就可以解決。但學(xué)生對(duì)題目中的物理過程,對(duì)追趕中兩車的距離變化的規(guī)律,特別是兩車相距最遠(yuǎn)有什么特點(diǎn),根本沒有分析清楚。這種強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)方法,淡化物理問題對(duì)學(xué)生是有害無益的。因此講解時(shí)必須引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析汽車速度變化過程中兩車距離的變化規(guī)律,從中得到相距最遠(yuǎn)的條件。這樣學(xué)生對(duì)整個(gè)問題就非常清晰。
2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用代數(shù)運(yùn)算的習(xí)慣和能力。
高中物理題目中,很多都要進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算,在運(yùn)算時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成正確的運(yùn)算的習(xí)慣和能力學(xué)生有初中剛升入高中,在運(yùn)算中還是沿用了初中的分步運(yùn)算,有的連原理公式也沒有,直接就數(shù)字運(yùn)算,就像做數(shù)學(xué)作業(yè),所以這就要求我們尤其是高一時(shí),加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生代數(shù)運(yùn)算的習(xí)慣,讓學(xué)生學(xué)會(huì)先要用代表物理量的符號(hào)代替具體數(shù)值,利用物理規(guī)律物理公式進(jìn)行推導(dǎo),運(yùn)算,化簡,最后代入數(shù)據(jù)運(yùn)算。要讓學(xué)生一開始就養(yǎng)成這種習(xí)慣和能力,這對(duì)今后的考試是很有幫助的。
3.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用圖像解題的能力。
代數(shù)幾何同屬初等數(shù)學(xué)的組成部分,函數(shù)式列表式圖像都是表示函數(shù)的方法,而應(yīng)用圖像不僅可以表示物理規(guī)律,而且可以更直觀、更能明顯地表示出動(dòng)態(tài)過程,所以在平時(shí)講解物理規(guī)律、物理習(xí)題時(shí)要多注重引導(dǎo)學(xué)生用圖線反映物理過程,應(yīng)用圖像解決物理問題。比如用速度圖線求解相遇追及問題,用圖像分析三力平衡中的動(dòng)態(tài)變化問題,利用相似三角形求某些力等。
所以,只有在平時(shí)的教學(xué)中,多留心,多思考,有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,才能使學(xué)生在學(xué)到知識(shí)的同時(shí),提高能力,為以后的工作和學(xué)習(xí)能打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。